TW455713B - Dispersion and dispersion slope compensated fiber link - Google Patents

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TW455713B TW089121765A TW89121765A TW455713B TW 455713 B TW455713 B TW 455713B TW 089121765 A TW089121765 A TW 089121765A TW 89121765 A TW89121765 A TW 89121765A TW 455713 B TW455713 B TW 455713B
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Michael Bruce Cain
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Description

41·'··1濟部中央標準局員工消費合作社印^ Μ 5 5 7 1 3 五、發明説明（丨） 發明背景： 本發明係關於色散補償波導光纖，以及特別是關於該 光纖，其被線纜化或其他緩衝形式以及加入至通訊線路内 ，該線路設計操作於一個波長範圍内。 技術背景： 使用高功率，高數據速率傳送器以及接收器，以及波導 區分多工(WDM)技術之雷射通訊系統需要光學波導光纖具 有特別低之總色散及偏極模色散(PMD)。總色散係指所有 線性色散，其包含材料色散以及波導色散。一般業界中總 色散有時稱為光色散。除此，波導光纖必需具有一些特性 ’其實質上消除非線性現象例如為自相調變（SPM)以及四波 相混(FWM)。SPM能夠藉由降低功率密度例如藉由提高波導 之模場直徑或有效面積而加以限制。FWM能夠藉由操作於 光纖非零色散之波長範圍内加以控制。 由於非零色散要求，通訊系統在非常高位元速率下色 散受到限制。因而，色散補償作模組通常使用來補償例如 操作於155Gnm波長頻窗巾傳送線路所累積之色散。為了補 償使用於模組巾之先_ «為線路之關时，其應具 有功能性參數至少_於補償線路中之波導光纖。例如， 補償光纖需要具有相同的有效面積，載止波長，以及衰減， 以便與被補償線路中波導光纖作比較s 邊所需要之性能難以達成。通常在設計時必需對所 需要功能之間作選擇。在—項姆方式中，色散正負符號 與形成__紐械之相當从鼓舰夠包含於 本紙張尺度適用中國) Μ規格（ -----------t--------ir------.^—— (锖先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 勉濟部中央標準局員工消费合作杜印策 45 5”3 Λ7 ___ B7 五、發明説明（2) 色散補償模組中以及插入至線路内Q例如由正值色散線 纜化光纖所構成之通訊線路能夠配置於再發器間距約為 100公里之線路中。在1550咖情況下總色散約為-7〇ps/nm 至-lOOps/mn-km光纖所構成之色散補償模組通常作為補 償線路中所累積之正值色散。在色散補償模組中光纖長 度應該為較独保職組尺寸為相當似及藉由色散補 償模組將加入至線路之衰減減為最低。在色散補償模組 :光纖之衰減通常遠高於形成線路緩衝或線纜化光纖之 衰減。色散補償模組實質上為另外一個線路元件，其並 不構成線路長度之一部份。即模組無法作為跨越傳送器 與接收器間距離之部份長度α 許多尚性能傳送線路利用波長區分多工性(WDM)將線 路資訊容量最大化。此贿色散髓模組統產生額外 =規定，即在延伸波長範圍内需要提供補償。在一個波長 範^内之色散補償㈣藉由控綱償光纖斜率而達成。 補償所需要波長目標範圍相當於傳送線路中光學放大器 增益與波長曲料相當峡之波長範圍。 發明大要： 、本發明第一項為色散補償光學波導，其具有心蕊區域 並由包層H繞著。在頻寬受到限制之系統中，波導光纖優 先地操作於只傳鮮模之波長範_。由於錢導引光線 通過其長度’至少-部份包層必需具有折射率低於至少— 部份心蕊區域之折射率^補償單模光纖之心蕊區域包含至 / 一個區段。中央區段對稱於中心軸，其相對折射率△〇% 本錄尺度_巾_家 -----------裝-----訂------線 (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夾標準局負工消費合作社印於 _ 455713 “ 五、發明説明（3 ) 在〇· 6%至1. 1%範圍内》中央區段由第一環帶區域圍繞著， 其再由正值相對折射率之第二環帶圍繞著。第一環帶區段 相對折射率△,%小於-0. 4%。第二環帶區段之相對折射率 △Λ為大於0。在包含1550nm所選擇波長之範圍内，波導纖 維構造將產生負值總色散以及總色散斜率小於-0, 2ps/nm2 - km。 在該項實施例中，預先選擇波長範圍為15〇〇nm至1700 nm以及優先地為i520nm至1650nm 〇 在本發明另一項實施例中，心蕊區域包含第三環帶區 段，其圍繞著第二環帶區段以及相對折射率A3%S0. 2%。 在本發明另一項實施例中，心蕊區域包含第四環帶區 段，其相對折射率AWgO。更特別地，相對折射率ΛΛ約 為-〇. 4%至0_ 5%，△〗％約為-〇. 2%至0. 2%,及ΛΛ約為〇_ 6%。 在本發明另一項實施例中，在〇. 8%至1.丨％範圍内 ，Δι%小於-0. 5%，在-〇. 1%至〇· 1%範圍内，在-0. 1% 至0.1%範圍内，ΛΑ在0.3%至0.5%範圍内。 對於這些實施例，在1550ηιη情況下衰減值均不大於〇· 34 dB/km。 本發明第二項為光學波導光纖線路，其優先地使用波 長區分多工性，其包含線纜化波導光纖光學地耦合至線緵 化總色散以及總色散斜率補償之波導光纖(線纜化補償光 纖）。在底下說明均一致地使用該線纜化補償光孅定義。 在一個波長範園内補償相當於補償總色散斜率。高性能完 全或部份補償線路通常使用單模波導光纖。不過，本發明 nlh--.----裝！----訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 勉漭部中央樣準局一貝工消费合作社印製 4 5 5713 a? ___^B7 五、發明説明（十） 亦適用於傳播兩個或多個模於波導光纖'線路中 參考圖3,線路包含傳送器58, _化波導光_，線變 化補償光《4。雜化波導先_優先地為單模傳送光纖 ，以及線纜化補償光纖62端部對著端部光學_連地耦八以 形成線路長度。傳送器以及接收器設計使 β八少 工線路中。在本發明-項實施例中，補償光纖依據树了 第-項製造出以及加以賴化或作為緩衝以形成部份線路 。在本發明所使用線纜化波導光纖係指—組多個構造其 包含緩衝，絞線化，或加上護套之光學波導光纖。這些構造 能夠以相同方式配置或按裝為任何其他線纜^設計線路使 得線瘦化傳送光纖位於線纜化補償光纖以及耦合至線鐵光 纖。傳送器能夠將一組多個經選擇特定範圍内多工化之訊 號投射至線纜化光纖。能夠接收一組多個投射波長之接收 裔光學地Μ合至線瘦化補償波導光纖之其餘端部。依據本 發明製造出補償線纜能夠加以設計使得在每一投射波長下 端部至端部之總色散（線纜化傳送波導以及線纜化補償波 導之總色散和）小於+/- l〇pS/n]^線缓化補償光纖總色散 與線纜化光纖總色散正負值符號相反。色散和為線纜化波 導色散與線纜化補償波導色散之總和。 本發明一項實施例中，線纜化色散補償波導光纖設計 完全地補償線纜化波導光纖色散使得在線路中傳播之每一 波長下之線路總色散為零。 在另外一個實施例中，設計線纜化補償光纖設計以及 端部至端部之線路總色散為正值。優先實施例為端部至端 ----------裝I.----訂-----丨線 (請先閏讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 6 4 5 5 7 ί A7 五、發明説明（彳） Μ.济部十央標拿局一月工消费合作.社印策 部線路色散並不大於4ps/nm。 另外一個實施例包含線纜化色散補償波導，其端部至 端部之線路總色散為不小於-4pS/nm。 當整個預先選擇之波長範圍内斜率補償為均勻的各 別色散總和為相等的。該組態能夠使線路頻道間產生均勻 的特性。每一頻道能夠在相等長度内使用均等的位元速率 。除此，組態與孤立訊號多工性相匹配Q 在上述所說明以及所揭示每一實施例中，預先選擇波 長範圍為1500nm至1700nm。優先地預先選擇之波長範圍為 1520nra至 1650nm。 ~ 本發明產生一些優點優於先前技術之色散補償模組。 藉由包含線纜化或其他緩衝光纖作為部份線纜長度（線纜 化補償光纖）以在一個波長範圍内補償至少部份線路色散， 因而緩和色散補償模組之規格。色散補償模組價格較低， 容易製造，以及長度較短。 除此，一些系統設計成具有不完整色散以及色散斜率 補償，在該情況下，在線路中存在線纜化補償光纖將避免需 要補償模組。 該補償方式適用於任何長度之高性能多工系統。其非 常適合使用於中等長度波長區分多工性之通訊系統。中等 長度之通訊系統之再發器間距小於1〇〇公里，例如為在1〇公 里至6〇公里翻内m財，需要大的貞值色散斜率 以及中等總色散在-4pS/nra-kni至-40ps/nm-km範圍内。具 有這些特性之線纜化補償光纖亦能夠使用於並不需要完全 ------：----裝丨.----訂------線I (对先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 本紙紅Μ财關$辟(CNS ) Α4规格（21(^297公f ) d 4557 1 3 ° Α7 ------------ Β7 五 '發明説明（L) 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 t系統巾，例如為孤立子线巾，或由四軸稍支配之 本發明提供-種光纖，其能夠對總色散以及總色散斜 率=供補如制夠充純抗魏化或其他形式緩衝 之5曲。其他業界所熟知緩衝形式包含例如光纖插入至含 有護套之溝槽構件。 Λ本發明其他特性以及優點將由下列詳細說明揭示出， 其部份說明為熟知此技術者了解或藉由實施本發明說明而 明白，該說明包含下列詳細說明申請專利範圍以及附圖。 义人們了解先前一般性說明以及下列詳細說明只作為本 發明範例，以及提供整體架構以了解本發明原理及特性。 附圖提供作為更進一步了解本發明，以及構成說明書之一 部份。附圖顯示出本發明多個實施例，以及隨同說明作為 說明本發明之原理及操作。 附圖簡單說明： 第—圖（圖1)顯示出一種折射率分佈，其呈現出本發明 分佈之主要特性D 第二圖（圖2)為本發明折射率分佈之實施例。 第三圖(圖3)為使用本發明線縵化波導光纖之補償通 讯線路示意圖。附圖元件數字符號說明： 中央區段2;第一環帶區段4;第二環帶區段6;第一 環帶區段内側半徑8;第一環帶區段外惻半徑1〇;中夬半 徑12;第二環帶區段外側半徑14;虛線16,18, 20, 22;相 -------- 1"請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 本紙浪尺度仙巾料（CNS )A4規格（2 10X 297公釐） 丄4 5 5 7 1 3五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央標蕈局Μζ工消费合作.杜印絮 對折射率波峰22, 24;中央區段28.第 二環帶區段32.筮-捃第—環帶區段30;第 匕仅jz，笫二環帶區段34 .茁 區段外側仲38.兹，〜，第四％帶區段36;中央 』千L 38，第_%帶區段半徑 三環帶區段46;第—寬 ^第—完度44;第 環帶尖峰半炉54.「，第“外側半徑讥第二 以辛千彳：54,弟四環帶區段内側 段尖峰相對折射率徑向位置56 : : 52’第四*區 纖阶賴化補償光纖62。’傳抑58:、_化傳送光 詳細說明：_ :在2:本發明優先實施例詳細說明，其範例顯示於 附圖中。本發明波導光纖折射率分布之—般特性 1之折射率分佈中。 ^ 本發明波導光纖通訊線路一般特性顯示於圖3中。在 圖3中’線航傳送光細以及，魏化補償顿似目對位置 顯示出本發明之特性。 在圖3線路t，放置賴化麵域於祕接收端部處 將去除線境化補償光纖具有大有效面積之規格d即訊號在 線路線纜化光纖部份中充份地衰減使得非線性效應在線纜 化補儐光纖中變為並不重要。該線路設計優點在於其將緩 和對線纜化光纖60以及線纜化補償光纖62之限制。例如， 能夠設計線纜化光纖60具有大的有效面積以在訊號功率為 相當高情況下在部份線路長度内控制非線性之效應。設計 線缓化補償光纖62完全地或部份地補償大有效面積線瘦化 光纖之色散以及色散斜率，使得能夠擴寬線纜化光纖60之 色散以及色散斜率之範圍。不過，線纜化補償光纖62並不 請 讀 背 *5 i 事 項 再 填 寫 本 頁 裝 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210+X297公釐）ίο 45 57 13_B7五、發明説明（％ ) *1濟部中央樣準局負工消費合作社印製 需要大的有效面積，因為在線纜化光纖6〇中訊號衰減使得 在補償線規化光纖中非線性效應變為重要^圖3中線路之 線纜部份60以及62所需要之特性被擴寬為數值上為較小， 因為兩個部份之線路共同地運作。 參考圖1，折射率分佈包含中央區段2,第一環帶區段4, 以及第二環帶區段6。每一區段主要特徵在於折射率百分 比△;%，其定義為（rii2-nx2)/2rh2,其中η;為心蕊區段i之 最大折射率以及ru為參考折射率，其採用包層之最小折射 率，除非另有說明。每一區段具有内側及外側半徑，其由波 導光纖中心線開始量測。 每一區段半徑定義顯示於圊1中。中央區段2内側半徑 為零以及外側半徑為心8,由光纖中心線量測至區段2相對 折射率為零處；第一環帶區段4具有内側半徑&以及外側半 徑Ri，10;以及第二環帶區段6具有内側半徑I以及外側半 徑R2, 14。在該實施例中，第二環帶區段為心蕊區域最後區 段使得亦界定出心蕊區域半徑。在一些情況下，中央半 徑12劃至心蕊最後區段之幾何中心以界定出。 圖1分佈之特性在於中央區段具有正值相對折射率，第 一環帶具有負值相對折射率，以及第二環帶包含多個波峰 構造°圖1中虛線16,18, 20,及22分別地顯示出中央分佈， 第一環帶區段以及第二環帶區段之另外一種形狀。虛線2〇 顯不出相對折射率尖峰22及24由較低固定之相對折射率部 份26隔離。圖丨所顯示相對折射率分佈設計成使得傳播於 波導纖維中訊號光線為特定功率分佈。在預先選擇波長範 本纸張尺度適用 i cns ) Α4Ϊ^Τ1Τ^297^ί7 ί / ----------裝 I (诗先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線—- —----- 11— »1 · 4 5 5 7 13五、發明説明（¢( A7 B7 • I 一 ο 圍内產生所需要負值色散以及負值色散斜 率分佈。同時，控制傳播於波導中光線訊號功率;^產 生該特性例如在高於贱選擇波之單模操作，低衰減，以及 適當位置之零色散波長。第二環帶之多波峰結構能夠有益 地設計以騎料⑽輯為相纽，甚至於—部份傳播 之光線功率遷移遠離波導中心線。 色散補償波導折射率分佈之另外一個實施例顯示於圖 2中。心蕊區域包含五個區段為中央區段找，第一環帶區段 30,第一_帶區段32,第三環帶區段34,以及第四環帶區段 36。由中心線向外由零開始計數五個區段之各別相對 率範圍為0. 6¾S Δ。％ g 1. 1 %，△】％$ _〇. 4%, 蕊 0· 5%, -0 2%,以及〇$△<%客〇_ 6%。 在更優先實施例中，各別相對折射率範圍分別為〇,脒 ^Δ〇%^1.1%, Δι%^-0. 5%, -0.1%^Δ2%^〇. 1%, -〇 ΑΛ$0. 1%，以及〇 3$ΔΛ$〇. 5%。 Q== 該兩個實施例相對折射率以及五個區段幾何特 分別地呈現於表1及表2中。 ° 表1 半控相關性 1.1 1.6-4-R〇 M濟部中央標準：^貝工消費合作杜印製 區段 .a △% 中央 1.5-8 0.6 - 第一環帶 2-8 -0 4 - 第二環帶 -0 4 - 第三環帶 -0.2 - 第四環帶 0.0 - 0.5 0.2 0.6 優先分佈範圍 -------' I-^---择 — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -0.7 Rd/R!比值〇. 25~〇 7 n产波士在距離第一環帶 側邊緣0.3-1.0微米處 〇-〇 - 10 =寬度處 波峰在距離第~環璐认 42 6-10.0¾^^ 木紙张兄度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（2丨OX297公釐） 10. 4 5 57 1 3 — A7 B7 五、發明説明（抑） 區段 α A% 半徑相關性 中央 >4 0.8 - 1.1 1.8-2. 4 第一環帶 < -0. 5 Rc/R】比值0. 4-0. 5 第二環帶 -0.1 - 0.1 波峰在距離第一環帶外 第三環帶 -0.1 - 0.1 側邊緣0· 4-0, 5微米處 1.0 - 7.0 寬度 第四環帶 0.3 - 0.5 波峰在距離第一環帶外 側邊緣1.0-7. 0微米處 -濟部中央榡準局員工消費八&作杜印策 參考表1以及圖2,中央區段外側半徑38, R。在1. 6微米 至4微米範圍内。第一環帶區段外側半徑4〇,私，以及R。/ h比值在0 25至0. 70,因而連接中央區段及第一環帶區段 半徑。第二環帶區段具有内側半徑4〇以及第一寬度48在 0.3微来至1微米範圍内。第一寬度為匕與第二環帶尖峰 相對折射率半徑位置54間之差值。與第二環帶區段相關 之第二寬度44在0‘7微米至2微米範圍内，以及為第二環帶 區段半徑40, R〗與外側半徑50, R2間之差值。 第三環帶區段46寬度在〇至1〇微米範圍内，其令寬度 量測為半徑52, Rs與半徑50, R2間之差值。第四環帶區段 之第一寬度在0. 6至10微米範圍内，以及第二寬度在〗微米 至2_ 5微米範圍内。第一寬度量測為半徑π, 與第四環 帶區段之尖峰相對折射率匕^徑向位置56間之差值。與 第四環帶區段相關之第二寬度為第四環帶區段外側半徑 42, h與内側半徑52, R3間之差值。 現在參考表2及圖2,優先實施例之幾何特性同樣地界 定出。中央區段外側半徑38, R。在1 · 8微米至2. 4微米範圍 内。第一環帶區段具有外侧半徑4〇，1^，以及匕/h比值在 0_ 4至0.5範圍内，.連接中央區段與第一環帶區段之半徑。 {請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) ^---裝-----訂 線 本紙張尺度is用中(CNS) A4規格（2ι〇χ 297公楚） I多 45 57 13 a? _____B7五、發明説明（1丨） 2 經濟部t央標率局κ工消费合作社印掌 第二環帶區段具有内側半徑40以及第一寬度在〇. 4微米至 0.5微米範圍内。第一寬度為第二環帶之尖峰相對折射率 fU徑向位置56與匕間之差值。與第二環帶區段相關之 第一寬度44在0· 7微米至1_ 5微米範圍内，以及為第二環帶 區段之外側半徑50,匕與半徑4〇,匕間之差值。 第三環帶區段46寬度在1至7微米範圍内，其中寬度量 測為半徑52, R3與半徑50,匕間之差值。第四環帶區段之第 —見度在1至7微米範圍内，以及第二寬度在1微米至2微米 範圍内。第一寬度量測為第四環帶區段之尖峰相對折射率 匕⑽徑向位置56與半徑52,與間之差值。與第四環帶區 I又相關之第一寬度為第四環帶區段外側半徑42,匕與内側 半徑52, R3間之差值。 表1及2折射率分佈資訊顯示出波導光纖特性與吣及匕 作比較時，強烈地決定於半徑Re以及Ri。除此，在第二環帶 折射率之第一波峰位置對訊號功率分佈具有較大影響而大 於第二環帶寬度或第四環帶尖峰折射率之情況。因而所說 明以及所揭示折射率分佈具有第一組結構特性以及第二組 結構特性，其能夠使用來調整波導光纖之特性。 在所說明任何折射率分佈中，特別是優先實施例之折 射率分佈，任何區段中折射率分佈形狀能夠由α，階躍，以 及圓形化階躍，梯形，以及圓形化梯形選取出。所謂α分佈 為業界所知以及由公式丨卜b。丨/ (bi b。）])，其中為分佈最大值以及匕為八化)％為零之 點以及b在bi g b gbf範圍内，其中△%如上所定義，bi為α 尺度適用中gjg家標準（CNS) Α4規格（2丨以川公楚） I屮 (請先Μ讀t面之注意事項再填寫本頁) l·裝， 訂 線 • m —^1 455713 五、發明説明（d) 刀佈啟始點，bf為α分佈終點，以及α為實數5中央區段形 狀為α分佈實施例之〇；分佈優先範圍為。在具 有α分佈之更優先實施例中’ α ^4。 參考美國第60/131879(’ 879)號專利臨時專利申請案’ 該專利在此加入作為參考之用，所說明分佈結構以及功能 上類似於本發明折射率分佈。本發明折射牟分佈與，8了9號 專利折射率分佈間結構差異為明確的。兩者之間功能差異 在於本發明折射率之總色散斜率在總色散為較小負值情況 下與’879料利關示及職魏導域咏紐小負值 。本發明在總色散為較小負值情況下較小負值斜率特性使 本發明波導光纖特別適合於運載高數據速率或使用波長區 分多工之補償通訊線路，如底下所說明。 特別地，本發明補償波導之總色散在—4ps/nm_km至_4〇 ps/nm-km範圍内。 包含本發明線纜化補償光纖以及線纜化波導光纖長度 所構成之線纜化波導光纖線路一些範例揭示於表3中。又 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本！) 裝·
1T 經濟部中央標準局員工消費合作.社印裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2丨0X 297公楚） 4 5 5 7 1 3 五、發明説明（丨3 ) 表3 色散偏移線纜化光纖 長度(km) 總色散Cps/nm-km) 總色散斜率（ps/mn2-km) 30 3.5 0.10 40 3.5 0.10 50 3.5 0.10 60 3.5 0.10 30 3.5 〇. 085 40 3.5 0. 085 50 3.5 0. 085 60 3,5 0. 085 線纜化補償光纖 10 -10.5 -0.3 10 -14 -0.4 10 -17.5 -〇♦ 5 10 -21 -0. 6 10 -10.5 ~〇. 255 10 _14 -0. 34 10 -17.5 -〇. 425 10 -21 -0.51 表3顯示出八種線纜補償方式，兩組色散斜率四種長度 之線纜化色散偏移光纖。第一組四個線纜化色散偏移光纖 總色散為3. 5ps/nm-km以及總色散斜率為〇· ips/nm'該光 纖光學地耦合至線纜化色散補償光纖以形成色散補償線路 。選擇線纜化補償光纖之總色散特性使得在預先選擇波長 範圍内線路端部至端部總色散為零。該補償線路完全地補 償總色散以及總色散斜率。表3每一列為完全地補償之線 路。例如，表3第一列屬於具有30公圼線纜化色散偏移光纖 ，其具有大的有效面積以及1〇公里線纜化補償光纖。 ---„---------裝· ----訂------線 (請先Μ1*背面之注意事項再填寫本頁) Μ濟部中央標準局员工消费合作社印製 16 4557 13 at __B7 五、發明説明（丨+ ) 線缓化色散偏移光纖之總色散為3. 5ps/nm-km以及總 色散斜率為0.10ps/nm2-km。為了完全地補償線路，設計線 規化色散補償光纖之總色散為-10. 5ps/nm-km以及總色散 斜率為-0. 3ps/nm2-km。線路端部至端部總色散藉由加總 (30km)(3. 5ps/nm-km)+(10km)(-10. 5ps/mn-km>[)。色散 偏移光纖以及補償光纖兩者之總色散及總色散斜率比值為 相同的，即（3.5ps/nm-km)/(〇. l〇pS/nm2-km)=(-i〇· 5ps/nm -km)/(-0. 3ps/mn2-km)。因此在一個波長範圍内之線路色 散為零，即線路為斜率補償性。 為了補償40公里，50公里，以及60公里長度色散偏移光 纖之10公里線纔化補償波導光纖特性列於表3中。揭示於 表3中所需要總色散以及總色散斜率值包含於本發明範圍 内。例如，總色散為-21ps/nm-km以及總色散斜率為6ps /nm2-km之線纜化補償波導光纖屬於本發明折射率分佈範 圍内。 經濟部中央橒準局員工消费合作杜印¾ 表3最後四列顯示出線路所需要之線纜化補償波導光 纖，其包含總色散為3. 5ps/niE-km以及總色散斜率〇. 〇85ps /nm2-km之線纜化色散偏移波導光纖。在該情況下總色散 以及總色散斜率得到補償使得在延伸波長範圍内線路端部 至端部總色散約為零。斜率補償之優先波長範圍為15〇〇nm 至1700nm，以及更優先地範圍為i52〇nm至i65〇nm。後者波 長範圍含蓋1550nm附近之低衰減頻窗，其向上延伸至丨6〇〇 nm至1650nm所謂之L頻帶。 在陸地應用中，使用波長區分多工性，在線路長度範圍 束紙張尺度適用中國國&準（CNS) A4规格（21〇χ^^ 經濟部中失櫺準局負工消費合作社印繁 4 5 5 7 1 3 a7 __ ____ B7 五 '發明説明（丨$) 内人們預期總色散為正值以避免由於四波相混非線性效應 所引起之損耗。對於特定海底應用，負值總色散提昇系統 之性能。因而，在這些應用中完全色散補償並不需要的。 本發明在此所揭示及說明之補償波導光纖以及在線路中發 輝功能之線纜化補償波導光纖包含部份補償之通訊光纖線 路。 表4顯示出補償方式，其中選擇線纜化補償光纖特性以 沿著線路長度產生些微負值之色散。 表4 DS光纖補償光纖 長度 長度(km)總色散 (ps/nm -km) 總色散斜殘餘色散 率（ps/nm2 為3. 5ps/ -km) nm-km 光纖 殘餘斜率殘餘斜率 為0.lps/ 為·D85ps mi2-km /W-km 30 10 -25 -0.25 -3.625 0.0125 0 40 10 -25 -0.25 - 2_2 0.03 0.018 50 10 -25 - 0.25 -1.25 0.042 0.03 60 10 -25 -0.25 -0.57 0.05 0. 037 在表4中每一情況之線纜化補償波導光纖總色散為-25 ps/nm-km以及總色散斜率為-〇 25ps/nm2-km。對於線缓化 色散偏移光纖色散為3. 5ps/nm-km以及長度為30公里，對於 10公里長度線纜化補償光纖之40公里線路總色散為-3. 625 ps/nm-km^pK-Ups/nm-knOdOknOKS.Sps/nm-kniXSOkni)] /40km=-3. 625ps/nm-km。其餘三列數據顯示出50公里，60 公里，以及70公里線路長度之總色散為負值。該三個線路 均包含10公軍線纜化補償作波導光纖以及分別包含40公里 本紙柒尺度適用中國國家橾準（CNS ) A*規格（2丨0X297公釐） tj n n - I I l·— - L·— . I n n _ 丁---- - n _ - I (請先閲讀背面之洼意事項再填寫本頁) 4557 13 a7 _____B7 五、發明説明（山） ，50公里，以及60公里之線纜化色散偏移光纖。 除了，線纜化補償光織對四條代表性之每一線路提供 良好的色散斜率補償。在表4倒數第二欄中線纜化色散偏 移先纖總色散為〇_ Ips/mnLkm之殘餘（未補償)斜率為〇 125至0.05。殘餘色散斜率為總色散斜率與長度乘積以及 補償光纖除以線路長度之和。例如，[(lQkm)(-〇. 25ps/nm2 -km)+(30km)(0· 10ps/mn2-km)]/40kra=0· OUSps/m^km為 表4中40公里線路之殘餘斜率。 對於總色散斜率為0.085之線纜化色散偏移光纖，表4 中最後一欄顯示出線路殘餘斜率在〇至〇. 037範圍内。 線瘦化補償光纖對40公里至70公里線路長度提供負值 總色散以及良好的總色散斜率補償。能夠達成製造以及費 用優點，因為線路提供良好之補償，甚至於在色散偏移光纖 之線路長度或總色散斜率改變而補償光纖不作改變之情況。 熟知此技術者對本發明可作出各種變化及改變但是並 不會脫離本發明精神及範圍，其含蓋於下列申請專利範圍内 ------„-----卜裝d------訂------線I (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 榇 家 國 國 中 用 遘 度 尺 柒 紙 I -_______ 本 經濟部♦央椋準局S·工消費合作.杜印製
格 規 4 釐 公 7

Claims (1)

  1. 4557 1 3 cl m 六、申請專利範圍 i. 一種色散補償光學波導光纖，其包含： 心蕊區域，其具有折射率分佈以及申心線：以及 包層圍繞著以及接觸心蕊區域，該包層具有折射率分佈， 其中心蕊以及包層折射率分佈組態將導引光線；其中 心蕊區域包含至少三個區段，每一區段具有各別相對於中 心線之内側及外側半徑以及各別折射率分佈， 辛央區段位於f心線處以及相對折射率△〇%在〇. 6%至 1.1%範圍内， 第一環帶區段圍繞著中央區段以及相對折射率為小 於-0.4%，以及 第一環帶區段圍繞著第一環帶區段以及相對折射率△改 $0,其中 選擇心蕊區域折射率分佈以在包含1550M1波長之預先選 擇波長範圍内產生負值總色散以及總色散斜率小於—〇. 2ps/ nm2-km。 2·依據申請專利範圍第1項之色散補償光纖，其中預先選擇 波長範圍為1500nm至1700nm。 3. 依據申請專利範圍第1項之色散補償光纖，其中預先選擇 波長範圍為1520γιιώ至1650nm。 4. 依據申請專利範圍第1項之色散補償光纖，其中更進一步 包含第二％帶區段，其具有相對於中心線之内側與外側半 徑，折射率分佈以及相對折射率△戒$〇. 2%。 依據申請專利範圍第4項之色散補償光纖,其中更進一步 包含第四環帶區段，其具有相對於中心線之内侧與外側半 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS > A4规格717^< 297公董） 8 II I I 裝 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -1T 經濟部中央樣準局負工消費合作社印裝 45 57 < j A8 B8 C8 D8 19 六、申請專利範圍 經濟部令央標準局負工消費合作杜印製 徑，折射率分佈以及相對折射率A4%2〇。 6. 依據申請專利範圍第5項之色散補償光纖，其中八2%在 -〇_ 4%至0. 5%範圍内，八戒在-〇. 2%至0. 2%範圍内，以及ΔΛ 在0至0.6%範圍内。 7. 依據申請專利範圍第5項之色散補償光纖，其中△〇%在 0. 8%至1. η範圍内，△说小於—〇. 5%, zV/。在-0. 1至〇.丨％範 圍内，Δ3%在-〇. 1至〇. 1%範圍内，以及/\4%在〇. 3至0. 5%範 圍内。 8. 依據申請專利範圍第6或7項之色散補償光纖，其中 中央區段外側半徑在1. 6微米至4微米範圍内， 第一環帶區段外侧半徑為沁以及Ro/扎比值在〇. 25至0. 70 範圍内， 第二環帶區段第一寬度在〇· 3微米至1微米範圍内以及第 二寬度在0. 7微米至2微米範圍内，其中第一寬度以第二環 帶之尖峰折射率徑向位置R2Peak與h間之差值量測出，及第二 寬度以第二環帶區段之外側半徑私與^間之差值量測出， 第三環帶區段寬度在〇至10微米範圍内，其中寬度以第四 環帶區段之内側半徑Riinner與第二環帶區段之半徑匕間 之差值量測出， 第四環帶區段第一寬度在〇· 6微米至10微米範圍内，以及 第二寬度在1微米至2. 5微米範圍内，其中第一寬度以第四 環帶區段之尖峰相對折射率徑向位置R4peak與Ri間之差值 量測出，以及第二寬度以第四環帶區段之外側半徑匕與内 側半feR^nner間之差值量測出。 (#先閲讀背面之注意事項再填寫木頁) -裝· .II 線 卜紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公着） 455713 AS B8 CS D8 六'申請專利範圍 9·依據申請專利範圍第6或7項之色散補償光纖，其中 中央昆段外侧半徑匕在1.8微米至2. 4微米範圍内， 第一環帶區段外側半徑為Rl以及Re/Rl比值在0, 4至〇. 5 範圍内， 第二環帶區段第一寬度在0. 4微米至0. 5微米範圍内以及 第二寬度在0.7微米至1.5微米範圍内，其甲第一寬度以第 二環帶之尖峰折射率徑向位置R2peBt與Rl間之差值量測出 ，以及第一寬度以第二環帶區段之外側半徑R2與内側半徑 firmer間之差值量·測出， 第三環帶區段寬度在1至7微米範圍内，其中寬度以第四 環帶區段之内側半徑[?4_與第二環帶區段之半徑Rz間 之差值量測出， 第四環帶區段第一寬度在1微米至7微米範圍内，以及第 二寬度在1微米至2微米範圍内，其中第一寬度以第四環帶 區段之尖峰相對折射率徑向位置1^心與R i間之差值量測 出’以及第一寬度以第四環帶區段之外側半徑h與内側半 徑R4 i nner間之差值量測出。 10.依據申請專利範圍第1至7項之任何一項色散補償光纖， 其t區段各別折射率分佈具有各別形狀，其由α，階躍，以 及圓形化階躍，梯形，以及圓形化梯形選取出。 ’ U_依據申請專利範圍第1至7項之任何—項色散補償光纖， 其中中央區段折射率分佈為α分佈，（2在1. 5至8範圍内。 12.依據申請專利範圍第1至7項之任何一項色散補償光纖 其t中央區段之分佈形狀為cr等於42α分佈。 ’ 表紙^尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（ 20 ."*1τ--------線 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央揉準局負工消費合作社印震 4 5 5 7 13 cl ________D8 六、申請專利範圍 13. 依據申請專利範圍第1至7項之任何—項色散補償光纖， 其中總色散在-4ps/nm-km至-40ps/nm-km範圍内。 14. 一種通訊光學波導光纖線路，其包含： 線表化光學波導光纖，其具有第一及第二端部，以及在 預先選擇波長範圍内選取出一組多種波長下端部至端部 之正值色散； 線纜化色散補償波導光纖，其在預先選擇波長範圍内 選取出一組多種波長下端部至端部具有負值色散，線纜 化色散補償波導光纖第一端部光學串連排列地耦合至線 纜化波導光纖之第一端部以形成部份線路， 傳送器，光學地耦合至線纜化波導光纖之第二端部，其 中傳送器投射一組多個波長之各別光線訊號進入線纜化 波導光纖第二端部；以及 接收器，光學地耦合至線纜化波導光纖之第二端部，其 中接收器接收一組多個波長之光線訊號；其中 線纜化波導光纖之各別端部至端部色散以及線纜化補 償波導光纖之各別端部至端部色散正負符號相反以及在 一組多個波長下產生整個線路之各別色散總和；以及 各別色散總和小於預先選擇之數值。 經濟部中央標準局異工消費合作社印製 15. 依據申請專利範圍第14項之光學波導光纖線路，其中各 別色散總和小於+/-10 ps/nmD 16. 依據申請專利範圍第Η項之光學波導光纖線路，其中各 別色散總和約為零。 17. 依據申請專利範圍第14項之光學波導光纖線路，其中各 本紙張尺度適用中國國家標牟（CNS ) A4規格（210X2?7公釐} 455713 經濟部4-央搮嗥局！工消资合作社印製 A8 Bg C8 D8六、申請專利範圍 ~一〜- 別色散總和為正值。 18·依據申請專利範圍第丨7項之光學波導光纖線路，其中各 別色散總和並不大於4ps/nin。 19_依據申請專利範圍第14項之光學波導光纖線路，其中 別色散總和為負值。 20. 依據申請專利範圍第17項之光學波導光纖線路，其中各 別色散總和並不大於-4ps/nm。 21. 依據申請專利範圍第14至20項任何一項之光學波導纖 維線路，其中各別色散總和為相等的。 22. 依據申請專利範圍第14至20項任何一項之光學波導纖 維線路，其中預先選擇之波長範圍為15〇〇nmil7〇Qn]I1。 23. 依據申請專利範圍第14項之光學波導光纖線路，其中線 纜化色散補償光纖由申請專利範圍第丨項之色散補償光纖 所構成。 24. 依據申請專利範圍第14項之光學波導光纖線路，其中線 纜化色散補償光纖長度在30公里至60公里範圍内，總色散 為3· 5ps/nm-km,以及總色散斜率在〇. oSps/nmMtm至0.1 ps/nm2-km範圍内，以及線纜化色散補償波導光纖長度在8 公里至12公里範圍内，總色散在-2〇ps/nm-km至-30ps/nm-km 範圍内以及總色散斜率在-〇· 2〇ps/nm2-km至〜0. 30ps/nm2-km範圍内。 25·依據申請專利範圍第24項之光學波導光纖線路，其中預 先選擇波長範圍為1500而至1700nm以及優先地為1520nm至 1650nm ° 22 (請先閲讀背面之注意事Ip再填寫本頁) -裝丨· -* 表紙張尺度遘用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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